红壤侵蚀区不同植被恢复模式土壤碳储量特征及其影响因素

【目的】探讨江西红壤侵蚀区植被恢复过程中不同植被恢复模式的土壤碳储量特征,为揭示植被恢复对土壤碳汇的影响机制和江西红壤侵蚀区生态修复及碳库管理提供科学支撑。【方法】以经过27 a植被恢复与重建后的6种人工植被恢复模式(马尾松Pinus massoniana纯林、湿地松P.elliottii纯林、木荷Schima superba纯林、湿地松-木荷混交林、马尾松补植木荷林、湿地松补植木荷林)为研究对象,以未加人工干扰的自然恢复地为对照,比较不同植被恢复模式土壤有机碳质量分数、储量的变化特征,并分析其影响因素。【结果】①相较于对照,在0-20 cm土层中,6种人工植被恢复模式土壤有机碳质量分数均有显著增加(P<0.05);在20-30 cm土层中,除了马尾松纯林和湿地松纯林外,其余4种人工植被恢复模式土壤有机碳质量分数均显著高于对照(P<0.05);在30-40 cm土层中,仅有木荷纯林和湿地松-木荷混交林的土壤有机碳质量分数显著高于对照(P<0.05)。②研究区7种植被恢复模式的土壤有机碳质量分数均表现出较强的表聚效应,但不同植被恢复模式土层间差异不同,其中木荷纯林最大,0-10 cm土层土壤有机碳质量分数与30-40 cm土层相差33.26 g·kg^(-1),对照最小,仅相差4.90 g·kg^(-1)。③土壤有机碳密度变化规律与质量分数变化规律基本一致,均是植被因子与土壤理化性状共同作用的结果。植被因子中凋落物氮质量分数与土壤有机碳密度的相关系数最大(r=0.322,P<0.01),土壤理化性状中土壤有机碳质量分数与土壤有机碳密度的相关系数最大(r=0.932,P<0.01)。④土壤有机碳储量从高到低依次表现为木荷纯林、湿地松-木荷混交林、马尾松补植木荷林、湿地松补植木荷林、湿地松纯林、马尾松纯林,与对照相比,分别增加了50.12、42.73、38.20、33.03、26.93和20.85 Mg·hm^(-2),最大提升了2.46倍,最小提升了1.02倍。【结论】人工植被恢复与重建在红壤侵蚀区效果显著,在研究区今后的建设中可继续推广,以促进植物群落恢复,提高和维持土壤碳库的稳定。